中低温煤焦油化学组成及结构的分子水平表征

摘要

以内蒙褐煤提质装置生产的中低温煤焦油为原料,研究建立了中低温煤焦油自身结构-组成-性质的分子水平表征方法,从宏观水平描述了中低温煤焦油的物理化学性质,在分子层次上详细研究了中低温煤焦油及其不同馏程、不同性质亚组分的化学组成.首先将中低温煤焦油全馏分进行实沸点蒸馏分离为16个窄馏分并进行性质分析,其次对＞180 ℃重质馏分通过酸碱萃取分离出酸性组分、碱性组分和中性组分,并且中性组分在萃取色谱装置上分离获取6个特征亚组分;利用GC/MS分析了其全馏分、窄馏分及各亚组分的分子结构特征.结果 表明,该煤焦油全馏分的水含量为28％,20℃时密度1 003.7 kg/m3,氧含量为7.4％,＜180℃馏分含量为14.24％,＜360℃馏分含量为63.4％,属一种典型的中低温煤焦油.中低温煤焦油的＜180 ℃轻质馏分的分子组成以苯、甲苯和二甲苯为主,含有部分小分子烷烃和烯烃.在＞ 180℃重质馏分中,其酸性组分占27.6％,碱性组分占2.46％,中性组分占69.94％.中性组分中饱和分为33.60％,芳香分为38.70％,胶质占为25.10％,沥青质为2.60％.且中间馏分和重质馏分中含有大量酚类化合物,其分子结构类型以芳烃为主,同时存在长链正构烷烃.中低温煤焦油中含有大量含氧化合物,主要是酚类化合物,以烷基苯酚类为主,在160 ～280℃相对丰度较高,少部分以酮类化合物存在.